随着能源的枯竭和环保意识的深入,人们逐渐意识到可持续发展的重要性。而水液压技术正符合人们的期望,在有望取代传统液压技术的道路上不断进步。但是由于水液压介质来源广泛,难免存在各种杂质颗粒,这将对水液压阀造成冲蚀磨损,严重影响到液压系统的稳定性和安全性。因此,本文针对水液压技术中的冲蚀磨损现象进行研究分析,分别从能量吸收、耐冲蚀材料和表面仿生结构三个方面对阀芯结构进行改进,运用仿真软件和冲蚀实验分析阀芯冲蚀磨损状况,并进行以下研究。首先,针对水液压节流阀易受冲蚀问题,提出了一种兼具能量吸收、耐冲蚀材料和表面仿生结构的仿生抗冲蚀阀芯结构。根据沙漠蝎子抗冲蚀性的研究,设计了具有能量吸收作用的刚柔耦合结构,进行仿真分析。运用LS-dyna显示动力学软件进行仿真计算,分析密封面处所受的等效应力、塑性应变和柔性结构的能量吸收效果。其次,基于Materials Studio对A1203和WC陶瓷涂层进行分析。首先,建立单胞模型,进行能量最低优化。接着,应用CASTEP模块对两种材料单胞进行量子力学分析,对比两种材料内部成键的稳定性。然后,运用分子动力学模拟方法,对A1203和WC两种材料不同的界面结合能进行对比分析,对比两种材料的晶界间抗断裂能力。最后,通过分子动力学模拟的方法分析第二相添加剂Co对WC涂层材料的增韧机理。然后,基于Fluent对阀芯表面冲蚀磨损状况进行仿真分析,根据耦合仿生原理提升阀芯表面抗冲蚀能力。首先,对阀内流域进行流场分析,然后,运用仿生理论对耐冲蚀生物进行相似性分析,并建立工程模型,进行数值分析得到梯度结构和密封面槽型结构均能够提升阀芯密封面的抗冲蚀磨损能力,并确定最优方案,最后,运用Isight优化平台对仿生表面结构进行优化计算。采用DOE实验法分析每个变量对目标函数的贡献度。使用自适应模拟退火算法进行优化计算,得到最优模型。最后,搭建水液压冲蚀实验系统,对具有不同结构的阀芯进行冲蚀实验。通过采用喷漆、称量、高速相机拍摄和电镜观察等方法分别对不同的实验对象进行分析,验证不同结构抗冲蚀能力的有效性,最终获得性能最优的仿生抗冲蚀阀芯。